一种硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器及其制备方法与流程

1.本发明属于柴油颗粒过滤器技术领域，具体涉及一种硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器及其制备方法。


背景技术：

2.随着国内汽车尾气排放的要求日益严格，对柴油颗粒过滤器的需求日益增加，市场上主流的催化剂载体材质主要为堇青石、碳化硅、钛酸铝、针状莫来石等。其中，针状莫来石材质的过滤器，具有cte高、易产生氯化盐和氟化物等污染物的特点，销售市场并不广阔；钛酸铝材质的过滤器具有机械强度低，封装易碎，且容易分解为二氧化钛导致产品热膨胀系数迅速升高，产生开裂的缺点。目前市场认可度较高的为堇青石和碳化硅材质的柴油车过滤器。对于堇青石传统多孔陶瓷来说，价格低廉，但其一般最高耐温不超过1300℃，使用温度较低，且堇青石质多孔陶瓷容易损坏，耐腐蚀性不好，造成灾难性事故。对于碳化硅材质的多孔陶瓷来说，虽说其高温强度可一直维持到1600℃以上，但国内具有不同的技术路线制备碳化硅材质的柴油颗粒过滤器，每种方法都有其各自的优缺点，例如重结晶碳化硅材质具有孔径分布窄，cte低的特点，但其烧结温度超过2300℃，具有制作成本高，不易烧结的缺点，其他氧化物或堇青石结合碳化硅的产品，具有孔连通性差，产品易开裂、产品cte难以控制的缺点，使用风险极高。
3.因此为了满足市场的需求，开发一种低成本、窄孔径分布、孔连通性好、不易开裂、耐温强度高的柴油颗粒过滤器迫在眉睫。本技术方法采用与碳化硅材料cte和热导率相接近的金属硅作为粘结剂，通过加入硅溶胶或铝溶胶等的烧结助剂，在含有ch4或ar或h2或co或co2等保护气氛烧结下微正压方式烧结，并通过提前氧化处理，在产品表面形成sio2抗氧化膜，使产品具有很高的抗氧化性能，其优势在于保留了碳化硅材质力学性能优良、耐温强度高、抗氧化性好等的优点，利用脱脂烧结-保护气氛微正压烧结-氧化预处理烧结，严格控制形成sio2的位置及含量，保证了产品的cte性能优良。与重结晶碳化硅材料相比，大大降低了碳化硅质多孔陶瓷的烧结成本，与其他物质结合碳化硅材料相比，严格控制的产品cte的稳定性以及孔连通性，保证了产品高的耐温强度和硅结合碳化硅质多孔陶瓷的使用耐久性，金属硅玻璃相具有一定的胶黏作用，这就大大提高了多孔陶瓷的抗压强度，表面形成的sio2膜也大大提高了产品的耐氧化性。烧结过程中，通过金属硅玻璃相的熔化-包裹会形成连通性好的微孔，提高过滤效率，得到优良的孔分布。加入的烧结助剂对金属硅的熔化过程具有一定的润湿作用，保证金属硅熔化及包裹的均匀性，进一步保证产品微孔分布均匀且窄的特点。原材料选用方面，本技术采用整形过的且粒度分布窄的碳化硅微粉，并且采用粒度分布窄的金属硅原料，保证烧结过程的一致性保证形成的微孔孔分布窄，连通性好，颗粒微观形貌合适。


技术实现要素：

4.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器及其
制备方法。本发明解决了目前碳化硅质柴油颗粒过滤器不易烧成，制作成本高、容易开裂、微孔连通性差的问题，显著降低了碳化硅质柴油颗粒过滤器生产成本，同时加入硅溶胶或铝溶胶其中的一种或两种，达到脱脂烧结半成品强度增强，且金属硅熔化包裹均匀的效果，提高了生产效率及产品合格率。所提供的硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器成本低、耐温高、抗氧化性好、窄孔径分布、孔连通性好。
5.本发明所提供的技术方案如下：
6.一种硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器的制备方法，包括以下步骤：
7.1)选取所需原料并制备成泥段，并通过挤压成型的方式，得到生坯，然后进行微波烘干，再将烘干后的坯体切割成型为单条方形基体；
8.2)将步骤1)得到的所述单条方形基体进行打堵孔工艺，形成单面交叉开孔且单个孔道一端开孔另一端堵孔的生坯；
9.3)将步骤2)得到的所述生坯依次进行精脱脂烧结、保护气氛烧结和氧化烧结，得到具有高强度、窄孔径分布的熟坯；
10.4)将该熟坯通过粘接的方式，拼装为所需规格和形状的长方体形状，并经过后处理，制作成所述的硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器，又可称为硅结合碳化硅质多孔陶瓷；
11.其中，所述的原料包括无机主料和添加剂；
12.所述无机主料以其总量计，包括如下质量百分含量的各组分：
13.碳化硅微粉 65-85wt％；
14.金属硅粉 15-35wt％；
15.所述添加剂以所述无机主料的总量计，包括如下质量百分比的各组分：
16.造孔剂 0-40wt％；
17.有机粘结剂 6-10wt％。
18.现有技术中，碳化硅质柴油颗粒过滤器一般保护气氛高温烧结法，但这种烧结方式存在成本高，工序繁琐导致生产效率低下的问题。上述技术方案使用新型粘结剂结合碳化硅颗粒，制作成本低，耐温高，抗氧化性好，在根本上解决了成本高和生产效率低下的问题。具体说来，具有以下效果：
19.金属硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480℃左右达到最大，而温度超过1600℃后又随温度的升高而减小，与碳化硅材料的热膨胀系数及热导率匹配度非常高，并且产品在使用过程中的热导率与碳化硅保持接近，降低了产品由于热导率不一致导致产品开裂的风险。
20.同时，金属硅玻璃相也具有一定的胶黏作用，熔化包裹在碳化硅颗粒四周，具有优良的抗氧化性能以及常温力学性能。
21.并且，预氧化处理形成的sio2保护膜具有优良的热稳定性及抗氧化性，这种优良的性能来自于sio2氧化膜的致密性和sio2晶型的稳定性，且sio2晶体结构的基本结构单元都是硅氧四面体，sio2晶型在氧化预处理烧结过程中，逐渐形成α-方石英或石英玻璃等热稳定性超过1600℃的石英晶相，这就与碳化硅的熔点形成较高的匹配度，保证金属硅结合碳化硅质的多孔陶瓷具有优良的耐温性能。这种材质的柴油颗粒过滤器完全常采用微正压保护气氛烧结，烧结温度1600℃左右，保证了产品的cte性能优良，降低产品使用过程中开裂的风险。
22.其中使用的保护气氛主要为还原性或惰性气体的其中一种或多种，例如： ar、ch4、h2、co、co2等。造孔剂用量不为零。
23.步骤1)中，基于捏合步骤制备泥段。捏合步骤中添加的水与总粉料的重量百分比为15-22wt％。
24.进一步的，以所述无机主料和添加剂的总量计，所述原料还包括如下质量百分比的各组分：
25.分散剂 0.5-3wt％；
26.润滑剂 0.5-3wt％；
27.烧结助剂 1-10wt％。
28.具体的：
29.所述的造孔剂淀粉类、树脂类、炭粉类或纤维类中的一种或多种。
30.所述的有机粘结剂为醇类和/或纤维素类；
31.所述的分散剂为醇醚类；
32.所述的润滑剂为油类；
33.所述的烧结助剂为硅铝溶胶类。
34.本发明所采用的各种原料，均可选自现有技术中的材料。
35.具体的，步骤1)中，得到的单条方形基体的底面为正方形，其边长尺寸为1.5-2英寸。
36.具体的，步骤1)中的后处理包括磨边、端面磨平、美缝、围边、回烧等步骤。
37.本发明还提供了上述制备方法制备得到的硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器。
附图说明
38.图1为本发明所采用的整形过的碳化硅微粉sem图像；
39.图2为本发明所采用的整形过的金属硅粉sem图像；
40.图3为本发明所提供的硅结合碳化硅质多孔陶瓷的sem显微照片；
41.图4为本发明所提供的硅结合碳化硅质多孔陶瓷的sem显微照片；
42.图5为本发明所提供的硅结合碳化硅质多孔陶瓷的主要工艺流程；
43.图6为本发明所提供的硅结合碳化硅质多孔陶瓷的微孔分布图；
44.图7为本发明所提供的硅结合碳化硅质柴油车颗粒过滤器产品图示。
具体实施方式
45.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
46.实施例1
47.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加3％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的22％重量的水进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重
量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用等质量比的黄油及聚醚多元醇；(3) 练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约 1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
48.实施例2
49.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的22％重量的水进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用等质量比的黄油及聚醚多元醇；(3) 练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约 1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
50.实施例3
51.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加10％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的22％重量的水进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c. 在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
52.实施例4
53.(1)采用干法混合70％重量的25-28μm碳化硅微粉，30％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的22％重量的水进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c. 在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
54.实施例5
55.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的22％重量的水进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c. 在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
56.实施例6
57.(1)采用干法混合80％重量的25-28μm碳化硅微粉，20％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的22％重量的水进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将
具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c. 在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
58.实施例7
59.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的15％重量的水和7％重量的酸性硅溶胶进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4) 本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm 后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
60.实施例8
61.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的15％重量的水和7％重量的酸性铝溶胶进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4) 本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm 后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
62.实施例9
63.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的15％重量的水和3％重量的酸性硅溶胶和4％重量的酸性铝溶胶进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合 25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段， 3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结： a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
64.比较例1
65.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet、硅溶胶或铝溶胶等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的19％重量的水和3％重量的酸性硅溶胶进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结： a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
66.比较例2
67.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的19％重量的水和3％重量的酸性铝溶胶进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等
有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4) 本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm 后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b.在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
68.比较例3
69.(1)采用干法混合75％重量的25-28μm碳化硅微粉，25％重量3-6μm 的金属硅。以无机主料总重量为100％，外加5％重量20-25μm的淀粉，9％重量的有机粘结剂，制得具有紧密堆积的均匀混合物。其中粘结剂、造孔剂的添加量在无机组分的基础上外添加，粘结剂可选用甲基纤维素、pva、pet 等，本实施例采用羟丙基甲基纤维素；(2)将混合完毕的粉料置于捏合机器中加入总粉料的20％重量的水和1％重量的烧结助剂(等重量比的硅溶胶 铝溶胶)进行捏合17分钟，加入1.0％重量的润滑剂和1％重量的分散剂捏合25分钟，添加剂的添加量是在总混合组分的基础上添加，目的为增加泥料的可塑性、润滑性和表面活性，可采用豆油、黄油、表面活性剂等有机添加剂，本实施例采用黄油及聚醚多元醇；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段，3次切片后成段；(4)本发明将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出40*40*189mm的生坯，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度177.8mm后，进行激光打孔-堵孔的工艺，堵头深度 8-10mm，将产品的方形小孔处理为一端堵孔，另一端开孔。(6)将生坯产品进行烧结：a.先在约500℃的氧化炉内脱脂烧结，去除产品的有机物。b. 在可以充惰性气体的真空中进行保护气氛烧结约1450℃，金属硅熔化-包裹在碳化硅颗粒周围，形成高粘结强度外观合格的产品。c.在氧化炉内，进行约1350℃氧化预处理烧结，形成致密的sio2保护膜。
70.本发明中列举的各实施例、比较例的测试结果见表一。
[0071][0072]
本发明中列举的各实施例、比较例的烧成曲线见表二。
[0073][0074][0075]
为了对实施方式的压降作对比，这里制备了直径143.8mm、高度 177.8mm，孔密度300cpsi，壁厚9mil的样品，当然材料的直径、高度、孔密度和壁厚不仅仅局限于此。
[0076]
本专利列举了部分实施例说明本发明，并不构成对本发明的限制，可以进行许多修改。
[0077]
对比实施例1-3可以看出，系统中造孔剂的含量越高，烧成制品的膨胀系数变化微小，产品的孔隙率越大，抗压强度越低，说明造孔剂的加入具备造孔的趋势，显著提高了产品的微孔数量。
[0078]
对比实施例4-6可以看出，系统中碳化硅骨料的含量越高，烧成制品的膨胀系数和孔隙率变化微小，中值孔径和抗压强度将低，说明金属硅的加入产生粘结强度的作用，显著提高了产品的抗压性能。
[0079]
对比实施例1-3和比较例4-6，加入造孔剂可以提高产品的孔隙率，且通过造孔剂的粒度分布控制产品的中值孔径，提高骨料的含量，产品的中值孔径降低，因此加入适当含量的造孔剂和骨料，可保证产品的最优强度和过滤性能。对比实验结论，最优为实施例5，在此基础上，对产品的脱脂强度进行进一步优化。
[0080]
对比实施例7-9，在金属硅熔化-包裹碳化硅颗粒之前，脱脂烧结过程中，加入的硅溶胶或铝溶胶的其中一种或两种，对产品性能影响微小，且产品的脱脂强度得到明显的提高，其中最优为同时加入硅铝溶胶，反应生成莫来石相，明显改善脱脂烧结及保护气氛烧结后的产品强度。
[0081]
对比比较例1-3和实施例7-9，尝试降低硅溶胶或铝溶胶类烧结助剂用量，发现随着硅铝溶胶加入量的减少，产品脱脂强度有降低趋势，并且通过实施例7-9和比较例1-3提高脱脂强度实验，发现加入提高脱脂强度的硅溶胶或铝溶胶的其中一种或两种对产品的性能并无明显影响，因此可通过加入这种烧结助剂的方式，提高生坯脱脂烧结的强度，达到提高烧结合格率的作用。
[0082]
因此，本发明使用类似于实施例7-9的更为优选的方式，使用合适粒度的碳化硅颗粒，加入金属硅、硅溶胶或铝溶胶，制备金属硅结合碳化硅质柴油颗粒过滤器，具备优异的微孔分布，提高了产品合格率。同时加入造孔剂控制孔隙率和孔径的变化趋势，提高了多孔陶瓷微孔分布的稳定性，使用低温保护气氛烧结多孔陶瓷，也大大降低了制作碳化硅多孔陶瓷的生产成本。
[0083]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。